“T.C.
SELÇUK ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
FARKLI BRAKET VE LİGASYON TİPLERİNİN TÜKÜRÜKTEKİ
NİKEL VE KROM İYON SEVİYELERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ
Mücella TEZCAN
DOKTORA TEZİ
ORTODONTİ ANABİLİM DALI
Danışman
Prof. Dr. Faruk Ayhan BAŞÇİFTÇİ
T.C.
SELÇUK ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
FARKLI BRAKET VE LİGASYON TİPLERİNİN TÜKÜRÜKTEKİ
NİKEL VE KROM İYON SEVİYELERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN
DEĞERLENDİRİLMESİ
Mücella TEZCAN
DOKTORA TEZİ
ORTODONTİ ANABİLİM DALI
Danışman
Prof. Dr. Faruk Ayhan BAŞÇİFTÇİ
Bu araştırma Selçuk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından 13202010 proje numarası ile desteklenmiştir.
i. ÖNSÖZ
Ortodonti doktora eğitimimde büyük emekleri olan ve tezimin hazırlanmasında yardımlarını esirgemeyen değerli hocam ve tez danışmanım Prof. Dr. Faruk Ayhan Başçiftçi’ye,
İstatistiksel yöntem ve analizlerin belirlenmesinde değerli katkılarından dolayı Doç. Dr. Mustafa Semiz’e,
Doktora eğitimim süresince mesleki anlamda bilgilerini ve tecrübelerini paylaşan Anabilim Dalımızda görev yapmış olan ve görev yapmakta olan değerli tüm öğretim üyelerine,
En zor dönemlerinde yanımda olan asistan arkadaşlarım Hatice Kübra Demirtaş, Rabia Merve Çelik Karataş, Nejla İlhan ve Gizem Öğütçü Yurttadur’a,
Hayatım boyunca her anımda yanımda olan ve desteklerini esirgemeyen değerli annem Müzeyyen Güzeş, babam Mehmet Güzeş ve kardeşlerime,
Hiçbir zaman desteğini ve sabrını esirgemeyen, hayatı birlikte paylaştığım sevgili eşim Yasin Tezcan’a
sonsuz teşekkürlerimi sunarım…
ii. İÇİNDEKİLER
i. ÖNSÖZ ... ii
iii. SİMGELER VE KISALTMALAR ... v
1. GİRİŞ ... 1
1.1. Korozyon ... 3
1.1.1. Korozyon Türleri ... 5
1.1.2.Korozyon Ortamı ... 8
1.1.3. Ortodontik Apareylerde Korozyonu Etkileyen Faktörler ... 9
1.1.4. Ağız Boşluğunda Korozyon ...12
1.2. Ortodontik Apareylerden Salınan Metal İyonları ...14
1.2.1. Ortodontik Apareylerden Salınan Metal İyon Miktarlarının Değerlendirilmesi ...16
1.2.2. Ağız Ortamına Salınan İyonlarının Genotoksik Etkileri...21
1.2.3. Metal İyon Salınımının Sistemik ve Lokal Etkileri ...22
1.2.4. Hastaların Metal İyon Salınımına Bağlı Duyarlılıklarının Değerlendirilmesi ...23
1.3. Ligatürleme Çeşitleri ...25
1.3.1. Paslanmaz Çelik Ligatürler ...25
1.3.2. Elastomerik Ligatürler ...26
1.3.3. Self Ligating Braketler ...26
1.4. İndüklenmiş Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometrisi (ICP-MS) ...27
1.4.1. ICP-MS’ in İçeriği ...28
1.4.2. ICP- MS ile Yapılan Uygulamalar ...29
1.4.3. ICP- MS Analizinde Örnek Hazırlama ...30
2. GEREÇ VE YÖNTEM ...31 2.1. Gereç ...31 2.2. Yöntem ...32 2.2.1. Bonding İşlemi ...32 2.2.2. Tükürük Örneklerin Alınması ...35 2.2.3. Tükürük Örneklerin Hazırlanması ...35
2.2.4. ICP-MS Analizinin Uygulanması ...36
2.2.5. İstatistiksel Değerlendirme ...37
3.BULGULAR ...38
3.1. Gruplar Arasında Çalışma Başlangıcında (T0) Ortalama Değerlerin Karşılaştırılması ...38
3.2. Tükürükteki Ni ve Cr Miktarlarının Değerlendirilmesi ...38
3.2.1. Grup İçi Değerlendirmeler ...38
3.2.2. Gruplar Arası Değerlendirmeler ...42
4. TARTIŞMA ...43
4.1. Hasta Seçim Kriterlerinin Tartışılması ...44
4.2. Yöntemin Tartışılması ...45 4.3.Bulguların Tartışılması ...48 5. SONUÇLAR ...52 6.ÖZET ...53 7.SUMMARY ...54 8. KAYNAKLAR ...55 9. EKLER...62 10. ÖZGEÇMİŞ ...70
iii. SİMGELER VE KISALTMALAR %: Yüzde < : ‘ den küçüktür >: ‘ den büyüktür µl: Mikrolitre 0 C: derece Celsius µg: mikrogram Maks: Maksimum Median: Ortanca ng: nanogram Min: Minimum ml: Mililitre µm: mikrometre N: Birey Sayısı ng: Nanogram
NS: İstatistiksel olarak önemsiz P: İstatistiksel anlamlılık
pH: Power of Hydrogen (Hidrojenin gücü) Sd: Standart sapma
SPSS: Statistical Package for the Social Sciences X: Ortalama değer
ICP: İndüktif Olarak Eşleşmiş Plazma
ICP-MS: İndüklenmiş Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometri AAS: Atomik Absorbsiyon Spektrometri
ICP-AES: İndüklenmiş Eşleşmiş Plazma Atomik Emisyon Spektrometri HNO3:Nitrik asit
TiAlN:Titanyum Alimünyum Nitrit Ppb: Milyarda bir
Ni: Nikel Cr: Krom Fe: Demir
µg/l: Mikrogram/litre NaCl: Sodyum Klorür sa: Saat
AAS: Atomik Absorpsiyon Spektrometri MN: Mikronükleus
CA: Comet Analiz
DNA: Deoksiribo Nükleik Asit K: Kelvın
dk: Dakika W: Watt
1. GİRİŞ
Ortodonti; düzensiz sıralanmış dişlerin düzgün bir şekilde sıralanmasını, bozulmuş olan alt ve üst çene kemiği ile ilişkilerini ve çene kemiklerinin yüz iskeletindeki konumlarının düzeltilmesini amaçlayan diş hekimliği dallarından biridir. Ortodonti; ‘koruyucu, durdurucu ve tedavi edici’ olmak üzere üçe ayrılmaktadır. Koruyucu ortodontik tedavinin amacı; anomalinin oluşmasını önlemektir. Durdurucu ortodontik tedavinin amacı; anomali oluşması engellenememiş vakalarda anomaliyi durdurarak ortaya çıkmasını önlemektir. Tedavi edici ortodonti ise, anomali ortaya çıktıktan sonra anomalinin düzeltilmesini amaçlamaktadır (Ülgen 2010).
Ortodontik tedavi planlamasında hastanın çekimli ya da çekimsiz sabit tedavi, hareketli ya da fonksiyonel tedavi göreceği belirlenmektedir. Tedavinin planlaması belirlenirken tedavi esnasında ne tür materyal kullanılacağına da karar verilmektedir.
Sabit ortodontik tedavide; braketler ve braketlerin istenilen kuvveti uygulaması için ortodontik ark telleri, yaylar ve elastomerik modüller kullanılmaktadır. Günümüzde kullanılan birçok braket türü bulunmaktadır. Braket çeşitleri arasında paslanmaz çelik braketler (self ligating metal braket ya da konvansiyonel metal braket), plastik braketler, seramik braketler, titanyum braketler sayılabilir (Menezes ve Quintao 2010). Her birinin diğerine göre avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır. Bunlar göz önüne alınarak biri tercih edilmektedir. Yaygın olarak kullanılan paslanmaz çelik braketler kapaklı ve kapaksız braketler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Kapaklı braketler aktif ve pasif olarak ikiye ayrılmaktadır. Aktif kapak sisteminde kayıcı bir yay klips yardımıyla ark teline aktif bir kuvvet gelirken pasif kapak sisteminde ark teli brakete pasif olarak yerleşmektedir (Rinchause ve Miles 2007). Kapaksız braketler ise ark teline paslanmaz çelik ligatür ya da elastomerik ligatür ile bağlanmaktadır.
Sabit ortodontik tedavide kullanılan materyaller birçok metalin birleşimi sonucu oluşmaktadır, çünkü her bir metal kendine has mekanik ve fiziksel özelliğe
sahiptir. Metallerin birleşimi sonucu oluşan alaşımlar; paslanmaz çelik, kobalt- krom, nikel- titanyum, β- titanyum şeklinde olabilmektedir (von Fraunhofer 1997).
Sabit ortodontik tedavide kullanılan materyallerin birçoğu; paslanmaz çelik alaşımdan oluşmaktadır. Bu alaşımların içinde % 17-% 22 krom ve % 8-% 12 civarında nikel bulunmaktadır (Grimsdottir ve ark 1992, Barrett ve ark 1993). Ni- Ti alaşımların içerisinde ise % 47-50 civarında nikel bulunmaktadır (Brantley 2000).
Korozyon metal kaybı ile sonuçlanan elektrokimyasal bir süreçtir (von Fraunhofer 1997). Korozyon sonucu metal iyon salınımı ancak sıvı bir ortam mevcut olduğunda gerçekleşmektedir. Korozyon sonucu salınan metal iyonları tükürük, kan ve idrar gibi vücut sıvılarında bulunabilmektedir (de Souza ve de Menezes 2008, Menezes ve ark 2007, Bishara ve ark 1993, Petoumenou ve ark 2009, Huang ve ark 2004). Metal iyonlarının bu sıvılardaki miktarlarının analizi için kütle spektrometrileri kullanılmaktadır. Analizler sonucu bulunan değerler çok küçük değerler olduğundan analiz yönteminin hassas ve doğru bir ölçüm elde edilmesi gerekmektedir. ICP-MS (İndüklenmiş eşleşmiş plazma kütle spektrometrisi) cihazı bu nitelikleri taşıyan kütle spektrometri çeşitlerinden biridir (Mikulewicz ve Chojnacka 2010).
Kullanılan metal alaşımların korozyona uğramasıyla birlikte nikel, krom, demir, titanyum gibi metaller vücut sıvılarında bulunabilmektedir. Nikel ve az da olsa kromun karsinojenik, mutajenik ve genotoksik etkilerinin olabileceği bildirilmiştir (Saoza ve Menezes 2008). Ayrıca nikelin alerjen etkisinin olabileceği söylenmiştir (Kerosou ve ark 1996).
Bu bilgiler ışığında çalışmamızın amacı; iki farklı braket tipinin tükürükteki Ni ve Cr iyon seviyelerine etkilerini ICP- MS analizi ile karşılaştırarak ligatürleme şeklinin tükürükteki iyon salınımına etkisinin olup olmadığının değerlendirmektir.
1.1. Korozyon
Korozyonun Türkçe karşılığı kendi kendini kemirme veya çevre etkisi ile ortaya çıkan aşınmadır. Buharlaşma ve mekaniksel sürtünme ile madde kaybı anlamı dışında elementsel oluşumların komşu çevreye geçme olayı, süreci olarak da tanımlanır (Caniklioglu ve Kayadeniz 1982). Genellikle tüm metaller korozyona uğramaktadır. Korozyon ile meydana gelen metal aşınımı; ya direkt olarak sıvıda çözünmesi ve ya oksit ya da sülfit özellikte olan metalin üzerindeki yüzeyel filmin çözünmesi sonucu meydana gelmektedir (von Fraunhofer 1997).
Korozyon; kimyasal veya elektrokimyasal reaksiyon sonucu iki şekilde meydana gelmektedir:
1.Kimyasal reaksiyon sonucu oluşan korozyon:
Alaşımı oluşturan elementlerin birinin veya birkaçının oksijen ya da başka bir metal olmayan elementle reaksiyona girmesiyle stabil olan alaşım yapısının çözünmüş hale gelmesidir.
Kimyasal korozyon; metalin içinde bulunduğu ortamdaki diğer bir elementle doğrudan elektron alışverişinin söz konusu olduğu bir reaksiyondur. Bu korozyonda dıştan içe doğru bir aşınma söz konusudur. Bu aşınma ve bozunma gazların, nemin, asit veya alkali solüsyonların, belirli kimyasal maddelerin hareketi ile oluşur (Canay
ve Atasever 1990, Dalkız ve ark 1992).
2. Elektrokimyasal reaksiyon sonucu oluşan korozyon:
İletken bir elektrolit içerisinde farklı element yapısındaki materyallerin birinden diğerine elektron akışı ile meydana gelen korozyon türüdür. Bu tür korozyonda materyallerin biri çözünürken diğerine çözünen madde ilave olmaktadır.
Elektrokimyasal korozyon ister mikro ölçekte ister makro ölçekte oluşsun korozyon hücresi ile modellenir. Korozyon hücresi; anot, katot, iletken ortam (elektrolit) ve elektronik iletkenden oluşmaktadır (şekil 1.1). Bu dört bileşenden biri dahi olmasa korozyon oluşmaz. Korozyon oluşumu anot rolünü üstlenen maddede meydana gelmektedir. Anot; korozyona uğrayan (oksitlenen) metal, katot ise anotta
ortaya çıkan elektronu harcayan, reaksiyonun (redüksiyon) meydana geldiği metal yüzeyidir. Elektronik iletken; anotta açığa çıkan elektronları katoda taşıyan metalik iletkendir. Elektrolit ise anot ile katot arasında iyonik bağ sağlayan sulu ortamdır. Korozyon birbirini takip eden iki reaksiyon sonucu meydana gelmektedir. Anodik reaksiyon; metal atomlarının pozitif yük kaybederek negatif yüklü hale dönüşmesidir. Bu olay sonucu elektron üretilir. Katodik reaksiyon ise; anodik reaksiyondaki elektronların harcanmasıdır (von Fraunhofer 1997).
Elektrokimyasal korozyon reaksiyonunun oluşabilmesi için potansiyel fark, yük transferi ve sürekli bir akım iletim yolu bulunmalıdır. Çeşitli metalleri içeren sulu ortamlar en korozif ortam olarak bilinir. Metalin bulunduğu ortamda su, yoğunlaşmış kalın ya da ince nem tabakası bulunuyorsa bu korozyona sulu ortam korozyonu denir. Bu ortamda oksijen, karbondioksit, hidrojen sülfür, oksitleyici maddeler, amonyak, asitler, bazlar ve asit tuzları bulunduğu zaman koroziv etki artar (von Fraunhofer 1997).
1.1.1. Korozyon Türleri
Homojen Dağılımlı Korozyon
Korozyonun en çok görülen şeklidir; bütün metalleri etkilemektedir. Metal yüzeyinin her noktasında aynı hızla yürüyen korozyon türüdür. Homojen dağılımlı korozyon sonucu metal kalınlığı her noktada aynı derecede incelir. Metal bulunduğu ortamda redüksiyon reaksiyonuna girmektedir. Mekanik açıdan en az zararlı olan korozyon çeşitlerinden biridir (Caniklioglu ve Kayadeniz 1982).
Çukurcuk Korozyonu
Metal yüzeyinin bazı bölgelerinde çukur oluşturarak meydana gelen korozyon türüdür. Ortamda klorür varlığında metal yüzeyindeki film ayrılır ve hızlı bir şekilde çukurcuk korozyonu gerçekleşir. Bu korozyonun meydana gelmesinde paslanmaz çelik tel ve Ni-Ti tel üzerindeki çatlaklar ve gözenekler rol oynayabilmektedir. Yapay tükürükte tel yüzeyinde çukurcuk korozyonuna, Potansiyodinamik polarizasyon deneylerinde ve taramalı elektron mikroskop çalışmalarında rastlanmıştır (Barret ve ark 1993). Souni ve ark (2002) yaptıkları çalışmada Cr-Co alaşımlarda; Ni-Ti alaşımlara göre daha çok çukurcuk korozyonu görüldüğünü rapor etmişlerdir. Liu ve ark (2005) özellikle Ni ve Cr içeren titanyum alüminyum nitrit (TiAlN) kaplı dental alaşımların mekanik ve korozyon özelliklerini incelemiştir. % 0,9’ luk NaCl’lü solüsyona TiAlN kaplı dental alaşımlar ile TiAlN içermeyen dental alaşımlar batırılmıştır. TiAlN kaplı dental alaşımlarda TiAlN içermeyen dental alaşımlara göre çukurcuk korozyonu daha az görülmüştür. Çukurcuk korozyonu; braket ve tellerin yüzeyleri istenilen pürüzlülükte olmadığında gerçekleşebilmektedir. Mikroskobik düzeyde de braket ve tellerin yüzeylerinde birçok çukur ve çatlaklar görülebilmektedir. Bu özelliklerin mikroorganizmaların tutulması için uygun zemin oluşturmaları nedeniyle korozyonu azalttığı düşünülmektedir (Hunt ve ark 1999). Kim ve ark (1999) Ni-Ti tel ve paslanmaz çelik tellerin lokalize ve çukurcuk korozyonuna yatkın olduklarını rapor etmişlerdir.
Galvanik Korozyon
Temas halindeki iki metal veya alaşım aynı koroziv ortamda bulunduklarında (elektrolite); metallerden daha reaktif olan korozyona maruz kalmaktadır. Metallerden daha elektronegatif olan anot, daha elektropozitif olan katot olmaktadır. Dolayısıyla daha elektropozitif olan metal daha öncelikli korozyona uğramaktadır. Ortodontide bu korozyona örnek olarak ark teli braket kombinasyonu gösterilebilir. Paslanmaz çelikten üretilen braketler çeliğin daha elektropozitif olmasından dolayı korozyona daha önce uğramaktadır. Aynı alaşımda iki farklı yüzeyin varlığı da galvanik korozyonu tetikleyebilir. Homojen olmayan alan oranları anodik alaşımda korozyonun oluşmasına neden olabilmektedir (Masahiro ve ark 2005, Tufekci ve Mitchell 2002).
Taneler Arası Korozyon
Genellikle paslanmaz çelik telde 350˚C gibi düşük ısılarda kaynak veya lehim yapıldığı zaman ortaya çıkmaktadır. Isınma sonucu çelikteki kromun karbonla reaksiyonu; kromyum karbidin oluşmasına neden olmaktadır. Bu karbidin birikmesi ile 2 etki meydana gelmektedir. Alaşım daha kırılgan ve daha az dirençli hale dönüşmektedir. Çünkü krom iyonları karbid oluşumunda harcanmıştır ve pasif oksit tabakası için yetersiz miktarda krom kalmıştır (Charng ve Lansing 1982). Berge ve ark (1982) östenitik paslanmaz çelik tellerin Co- Cr tellere göre Ni ve Cr iyon salınım miktarının daha yüksek olduğunu rapor etmişlerdir.
Aşınma Korozyonu
Birbiri ile sürtünen veya yük altında titreşim hareketlerine maruz kalan metal veya alaşımlarda görülmektedir. Yağlanmamış yüzeylerin sürtünmesinde veya vibrasyonunda görülmektedir. Bu yüzeylerde oksitlenme hızı artar. Bu korozyonun oluşum mekanizması için iki teori bulunmaktadır. Birincisi; metal yüzeylerin sürtünmesi sırasında, çok küçük parçacıklar yüzeyden koparak hızlı bir şekilde oksitlenmekte ve korozyon meydana gelmektedir. İkincisi ise metal yüzeyinde oksijen varlığında ince bir oksit film oluşmaktadır. Sürtünme ile bu oksit film taşınmaktadır ve metalin parlak yüzeyi ortaya çıkarak korozyon olayı ortaya
çıkmaktadır. Örneğin; braket içindeki bir tele kuvvet uygulandığında telin brakete temas ettiği bölgede soğuk lehimleşme gerçekleşir, yükleme devam ettiğinde lehimlenmiş bağlantı sıyrılarak telin üzerindeki oksit tabakasını bozar ve altındaki alaşım daha kolay korozyona uğrar (Caniklioglu ve Kayadeniz 1982).
Stres Korozyonu
Korozif ortamda bulunan bir metal aynı zamanda statik bir gerilime maruz ise metal çatlayarak kırılabilmektedir. Normalde korozyon ürünleri metal yüzeyinde koruyucu bir film oluştuğu halde stres korozyonunda bu film oluşmaz. Tehlikeli bir korozyon türüdür. Çukur tipi korozyon ve taneler arası korozyon gerilmenin etkisini artırır. Ark teli brakete ligatürlendiği zaman yüklenmeye bağlı olarak stres bölgeleri meydana gelmekte ve bu bölgelerde korozyon gerçekleşebilmektedir. Ni- Ti ark telleri ağız ortamında uzun süreli kaldığında çiğneme esnasında çok sayıda küçük yüklere maruz kalmaktadır. Ni- Ti ark telleri korozyon direncinin iyi olmasına rağmen klinikte kopmalarla karşılaşılmıştır (Wang ve ark 2007).
Yorulmalı Korozyon
Yorulmuş halde bulunan metal, küçük gerilmelerin etkisi ile çatlayabilir. Oluşan çatlamalar korozyonun oluşmasına zemin hazırlamaktadır. Yorulmalı korozyon, korozif bir ortamda çekme veya basınç gerilmelerinin periyodik olarak değişmesi sonucu oluşmaktadır. Bu süreç alaşım korozif bir ortamda ise hızlanmaktadır; buna korozyon yorulması denir. Örneğin teller ağızda uzun süre yüklemeye maruz kalırsa korozyon yorulması ortaya çıkabilir (Charng ve Lansing 1982).
Mikrobiyolojik Olarak Etkilenen Korozyon
Mikrobiyolojik korozyon; bazı mikrobiyolojik reaksiyonlar sonucu oluşan iyonların, korozyon hızını artırması sonucu oluşmaktadır. Mikroorganizmalar ve onların yan ürünleri alaşımları iki şekilde etkileyebilmektedir. Birincisi; belirli mikrobiyolojik türler alaşımdaki metalleri emebilir ve metabolize edebilir. İkincisi
ise bazı mikroorganizmaların yan ürünleri asidik ortam oluşturarak alaşımların korozyona daha kolay maruz kalmalarına sebep olabilir (Charng ve Lansing 1982).
1.1.2.Korozyon Ortamı
Altın, platin ve rodyum gibi metaller soy metallerdir ve kimyasal reaksiyona girmezler; ancak paslanmaz çelik, krom içerikli alaşımlar ve titanyum korozyona uğrayabilirler. Bu metallerin üzerindeki oksit film varsa korozyona karşı direnç gösterirler. Eğer koruyucu film kimyasal ya da mekanik yolla bozulursa ya da filmi çözecek bir ortamla karşılaşırsa korozyon gerçekleşir (von Fraunhofer 1997).
Metal yüzeyinde koruyucu film yoksa metal tamamen tükenene kadar ya da katot tükenene kadar anodik reaksiyon devam edecektir. Eğer solüsyon içerisine metal ile reaksiyona giren inhibitör eklenirse metal yüzeyinde koruyucu bir film oluşacak, bu sayede korozyon önlenecektir; ancak ağız ortamına korozyon inhibitörü eklemek mümkün değildir. Tükürük içerisinde bazı proteinlerin doğal inhibitör görevi gördüğü söylenmektedir (Brown ve Merritt 1980, Brown ve Merritt 1981, von Fraunhofer 1992). Tükürük içeriğinde bulunan musin korozyona hemen hemen etki etmez iken; amilaz ve ϒ- globulinin inhibitör etkisi gösterdiği bulunmuştur (von Fraunhofer 1992).
Altın-kobalt-krom alaşımı; sadece tuzlu su solüsyonuna, ayrı ayrı musin, amilaz ve ϒ- globulin ve lizozim içeren tuzlu su solüsyonlarına konulduğunda sadece amilaz içeren tuzlu su solüsyonunda diğer solüsyonlara göre belirgin olarak korozyon akımında azalma görülmüştür. Diğer solüsyon ortamlarında benzer korozyon değişim oranı saptanmıştır. Altın-titanyum alaşımı üzerinde yapılan çalışmada amilaz ve ϒ- globulinin yüksek inhibitör etkisi gösterdiği görülmüştür (von Fraunhofer 1992). Yapılan bu in- vitro çalışmalar doğal tükürük ortamının açıklanmasında yardımcı olmaktadır.
Bütün reaksiyonların termodinamik ve kinetiklerine bağlı olarak yaygın ya da lokalize; yavaş ya da hızlı gerçekleşen korozyon türleri mevcuttur. Örneğin saf bir metal belirli bir reaktife karşı direnç gösterebilir. Ancak içerisine saflığı bozan bir madde konulduğunda korozyon daha hızlı gerçekleşir. Bu tür korozyon, farklı
potansiyel farka sahip iki metalin korozif bir ortamda temas etmeleri durumunda oluşur. Farklı malzeme kullanımından kaynakla0nan galvanik korozyonda; farklı potansiyelde iki metal birbiriyle temas halinde iken aralarında bir galvanik pil oluştururlar ve aktif olan metal anot, soy metal ise katot görevi görür. Aktif metal korozyona sebep olur. Örneğin bakır ile çeliğin temas etmesi durumunda bakırdan dolayı çelik korozyona uğrayacaktır. Buna benzer olarak amalgam dolgunun yüzeyinin veya daha alt tabakalarının kimyasal ve elektriksel reaksiyonlar sonucunda bozulmasıyla galvanik korozyon meydana gelmektedir. Amalgamda ϒ2 fazı korozyona daha yatkındır (von Fraunhofer 1972).
Galvanik hücre ya da çift; farklı durumlarda meydana gelebilir. Farklı metallerin bir arada bulunması, ortamın ph’ındaki farklılıklar, yüzey doku farklılıkları, içeriğindeki varyasyonlar, elektrolit varyasyonları, internal stres farklılıkları, çalışma sertleşmesi farklılıkları bunlar arasında sayılabilir. Özellikle besin plak ya da diş taşı varlığında bölgesel pH’ın depolanması ve oksijenin giriş imkânı sayesinde korozyon daha kolay gerçekleşir. Tükürüğün iletkenlik değişiklikleri ya da içeriğindeki farklılık aynı metalin farklı yüzeylerinde mevcut ise galvanik çiftin oluşmasına neden olabilir. Galvanik çift; metalin işlenmesi ile ilgili olarak yüzey pürüzlülüğü, internal stres ve çalışma sertleşmesindeki değişiklikler sonucu da oluşabilir. Ayrıca farklı metallerin bir arada bulunması sonucu da galvanik hücre oluşabilir. Örneğin amalgam restorasyonun altın kron ile komşuluğu var ise amalgamda renk değişikliği ve matlaşma ile birlikte korozyon gözlenebilir (von Fraunhofer 1997).
1.1.3. Ortodontik Apareylerde Korozyonu Etkileyen Faktörler
Hareketli apareyler; genellikle paslanmaz çelik, kobalt-krom ve bunların birleşimleri sonucu elde edilmektedir. İki farklı metalin birlikte bulunması sonucu da galvanik korozyon meydana gelmektedir. Eğer lehimli birleşme yerleri mevcutsa bu durum şiddetlenebilmektedir (von Fraunhofer 1997).
Sabit ortodontik tedavide kullanılan çeşitli tel ve yaylar için kullanılan metaller; paslanmaz çelik, nikel-titanyum, kobalt-krom, β-titanyumdan
yapılabilmektedir. Braketler için ise metalik, seramik, polimerik yapıda ya da bu materyallerin metalle birleştirilmiş şekilleri mevcuttur. Seramik ve polimerik braketler kimyasal ve mekanik yıkımlara hassastır; fakat ne korozyona uğrarlar ne de metalleri korozyona zorlar, çünkü bu materyaller inerttir (von Fraunhofer 1997).
Günümüzde kullanılan birçok braket, metalik yapıdadır ve tükürükle temas halinde olduğu için bu apareyler korozyona dirençli olmalıdır. Birçok ortodontik braketler; östenitik paslanmaz çelikten (Fe, % 18-20 Cr, % 8-12 Ni) ya da sinterleme tekniği ile yapılmaktadır. Paslanmaz çelikte lehimleme ve kaynak esnasında yanlış ısı tedavisi uygulandığında taneler arası ve stres korozyonu oluşabilir. Krom ve nikel içeren lehimler korozyona direnç gösterirken; molibden, karbon gibi metaller taneler arası ve stres korozyonunu arttırıcı etki gösterirler. Paslanmaz çeliğin korozyona karşı direncini arttırmak için korozyona dirençli ve biyolojik uyumluluğu iyi olan metaller kullanılmalıdır (Deguchi ve ark 1996).
Braketlerin yapımında dört temel teknik kullanılmaktadır. Bunlar; döküm, çekme ya da frezleme tekniği, metal enjeksiyonda kalıplama tekniği ve sinterleme tekniğidir. Dökümle ve kalıplaştırarak yapılan braketler bitime yakındır, fakat makine ile yapılan braketlerin önce kanat ve slot şekillendirilir, daha sonra braket boyutunda kesilir. Braket yapımındaki çeşitlilik, parlatma ve son şeklinin verilmesindeki faklılıklar braketlerin korozyona karşı yatkınlılıklarını değiştirebilir (Maijer ve Smith 1986).
Metalin mikro yapısı hem mekanik özellikleri hem de korozyon özelliklerini etkiler. Metalin lehimlenmesi sonucu mikro yapı etkilenir ve metalin fiziksel ve kimyasal özellikleri değişir. Sinterlenerek ve metal enjeksiyonla kalıplama tekniği ile elde edilen metal braketler içyapı ve homojeniteden etkilenirler. Braketin içyapısı lehim bileşimini nitelendiren özelliklerdir (örneğin granül boyutu, internal moleküller). Makine ve kesim işlemleri esnasında uygulanan soğutma işlemi braketin slot yüzeyini etkilemektedir. Bu işlem esnasında braket slotu ile komşu bölgede galvanik çift oluşabilir. Ayrıca bazı üreticiler farklı bileşimde çelik kullanarak; tel örgü (mesh) ve braket materyali arasında galvanik çift oluşturabilmektedir. Soğuk işlenen slot ve kanat kısımlarında ve braketin adeziv tabanının lehimlenmesi esnasında korozyon çifti oluşabilir.
Yüzeyin son şekillendirilmesi korozyon özelliğini etkileyecektir (Certosimo 1996). Bazı üreticiler yüzeyin düzeltilmesinde elektroliz yöntemi ile parlatma işlemi uygulayarak braketin korozyona karşı hassasiyetini azaltmaktadırlar, fakat parlatma yapılan ve yapılmayan bölge arasında galvanik hücre oluşabilir. Bazı ticari braketlerde altın elektrolizi ya da titanyum nitritle plazma ark depozisyonu yapılarak estetik özellik kazandırılmaktadır. Aynı zamanda titanyum nitrit kaplama ile korozyona karşı direnç arttırılmaktadır (von Fraunhofer 1997).
Krom iyonları elektrokimyasal olarak koruyucu filmlerin oluşmasını sağlar ve korozyona karşı direnci arttırır. Bunun sonucu paslanmaz çelik ve krom içerikli alaşımlarda korozyon kolaylıkla gerçekleşmez. Bu mekanizma ince oksit filmlerin oluşması sonucu meydana gelir ve bu film tabaka korozyonun gecikmesini sağlar. Metal yüzeyindeki krom oksitin içeriği çok önemlidir ve bu tabaka materyalin tüm yüzeyini sabit bir şekilde sarmalıdır (Amini ve ark 2008).
Paslanmaz çelik teller ısı ile tedavi edilirse ya da tele büküm ya da lehim yapılırsa, yüzey oksidasyonu gerçekleşebilir ve o bölgede lokalize korozyon meydana gelebilir. Tele yapılan her ısı tedavisi ve soğutma işlemi kalınlığı ve şekli düzgün olmayan oksit film oluşumuna neden olur. Bu da çeşitli derecelerde korozyonun meydana gelmesiyle sonuçlanır (de Menezes ve Quintão 2010).
Makroskobik değerlendirmelerde, yüzey pürüzlülüğü korozyonu etkilemektedir. Ortodontik aygıtların korozyon süreci ciddileştikçe, korozyon ürünlerinin kireçlenmesi sonucu oluşan renk değişimi (braketlerin etrafındaki minedeki renk değişimi) çıplak gözle bile görülebilir. Korozyon sürekli olan bir süreçtir, bu nedenle zaman geçtikçe braket slotlarında pürüzlülük veya korozyon ürünlerinin birikmesi görülebilir. Bu durum kayma mekaniklerinde sürtünme direncini arttıracak bu da tedaviyi olumsuz etkileyecektir (Eliades ve Athanasiou 2002).
Yapılan bazı çalışmalarda kullanılmış braketlerin özellikle temizleme ve sterilizasyon süreçleri nedeniyle tekrar kullanımında materyalin mikro yapısının
değişimi ile birlikte korozyonda artış gözlenmiştir (Mayhew ve Kusy 1988, Matasa 1989, Smith ve ark 1992).
Ortodontide kullanılan apareylerden ortamda salınan metal iyon seviyesini; ortamın pH’ı ve ortamda bulunma süresi de etkileyebilir. Kuhta ve ark (2009) sabit ortodontik apareyleri farklı pH’ daki solüsyonlara 28 gün boyunca batırmışlardır. Isıtılabilir Ni-Ti, Ni-Ti ve paslanmaz çelik teller kullanılmış ve metal iyon seviyeleri kütle spektrofotometri ile ölçülmüştür. Titanyum, krom, nikel, demir, bakır, çinko olmak üzere 6 farklı metal iyon seviyesine bakılmıştır. Apareylerden ölçülebilir derecede iyon salındığı ve pH daki değişimin metal iyon salınımını güçlü bir şekilde etkilediği görülmüştür. En fazla iyon salınımı ilk haftada bulmuşlar ve daha sonra azaldığını tespit etmişlerdir. pH’ın 6,75 ten 3,52’e düşmesiyle en fazla salınan iyonun krom (1:106) ve en az salınan iyonun titanyum (1:7) olduğu belirtmişlerdir.
1.1.4. Ağız Boşluğunda Korozyon
Korozyon metal iyonlarının sıvı içerisinde direkt olarak ya da yüzey oksitlerinin ve filmin yıkımı sonucu meydana gelir. Ağızda metalik korozyonda; hiçbir şekilde arabaların, köprülerin ya da kimyasal tesislerin paslanması gibi ağır bir yıkım söz konusu değildir. Ağızda korozyonun etkisi göze çarpmayan bir etkide oluşabilir ya da ağır bir etkiye de neden olabilir. Örneğin bazı liken planus, lökoplaki ve oral kanser gibi ciddi durumların oluşumunda galvanik hücrenin neden olduğu gösterilmiştir (von Fraunhofer 1994, Jones ve ark 1991, Banoczy ve ark 1979). Galvanik hücrelerin ağız içi ölçümlerinde geniş aralıkta potansiyel farklılıklar gözlenmiş ve bu hücreler ortadan kaldırıldığında lezyonun da kaybolduğu görülmüştür (Banoczy ve ark 1979). Bu durumda ağız içinde korozyondan dolayı oluşan patolojik durum; korozyon ürünleri ve metalik iyonların salınımından çok, galvanik hücreyi oluşturan anot ve katodun farklı potansiyele (voltaj) sahip olması nedeniyle meydana gelmektedir (von Fraunhofer 1997).
Korozyon ürünleri ve kullanılan dental materyaller sonucu hastanın aşırı duyarlılığına bağlı olarak alerjik reaksiyonlar gelişebilir. Literatürde hastaları %0,5’ inde bu konuda alerjik reaksiyon gerçekleştiği bildirilmiştir (von Fraunhofer 1997).
Ortodontik hastalarda ters reaksiyonların oluşma insidansı yaklaşık olarak %1 ve bunların % 85’i kontak dermatittir (Hensten-Petersen 1992). Bu hastaların birçoğu da ağız dışı headgear kullanmışlardır (Greig 1983). Ortodontik tellerden salınan metal iyonları sonucu oluşan alerjik ve doku reaksiyonları birçok çalışmada rapor edilmiştir (Hensten-Petersen 1992, Dunlap 1989, Gjerdet ve ark 1987). Ortodontik tedavide kullanılan teller braketlere bağlandığında ikisi arasında galvanik bir akım meydana gelir. Buna karşılık protez hastalarında aynı metalden yapılmış köprü ya da kron arasında galvanik hücre oluşumu insidansı çok düşüktür (Smith ve ark 1992, Jones ve ark 1991, Hensten-Petersen 1992).
Ortodontik teller ve braketler yüksek oranda nikel içermektedir ve özellikle uzun süreli kullanımlarında nikele karşı hassasiyetin artabileceği rapor edilmiştir (Leinfelder 1997, Hensten-Petersen 1992 Dunlap 1989, Bass 1993). Günlük besin ile alınan nikel ve kromun alerjik reaksiyon yapma insidansı Ni için bayanlarda %10 erkeklerde %1 olarak tespit edilmiştir. Kromun alerjik reaksiyon yapma insidansı bayanlarda %3; erkeklerde %10 olarak rapor edilmiştir. (Merritt ve Brown 1981, Bishara ve ark 1993). Ayrıca nikelin günlük diyet ile alımı % 10 iken, kromun % 0,25 olarak bulunmuştur. Barrett ve ark (1993) paslanmaz çelik ve Ni-Ti ark tellerinin paslanmaz çelik ile ligatüre edildiğinde yapay tükürükteki iyon salınımını değerlendirmişlerdir. Paslanmaz çelik tel ve Nİ- Ti ark tellerinde yapay tükürükte Ni ve Cr iyon seviyelerinde istatistiksel olarak anlamlı bir fark olmadığını belirtmişlerdir.
Greppi ve ark (1991), nikele duyarlılığı olan hastalarda ağız içinde yüksek nikel ile karşılaştıklarında şiddetli lokal reaksiyon görmüşler ve tek bir hastada ise ağız dışında parmak ve ellerinde ürtiker şeklinde kızarıklıklar gözlemlemişlerdir. Diğer çalışmalarda Ni içerikli ortodontik apareylerin; Ni’e duyarlı olan hastalarda gingival ve ağız sağlığıyla ilgili ya çok az etki olduğunu görmüşler ya da hiçbir şekilde etkisinin olmadığını tespit etmişlerdir (Bass 1993, Magnusson ve ark 1982). Bu çalışmalarda görülüyor ki Ni’e karşı aşırı duyarlılığın gerçekleşmesi için ağız ortamında yüksek oranda alerjene ihtiyaç vardır (Merritt ve Brown 1981, Bishara ve ark 1993, Barrett ve ark 1993, Park ve Shearer 1993, Greppi ve ark 1991).
1.2. Ortodontik Apareylerden Salınan Metal İyonları
Dental alaşımı oluşturan elementlerin ağız ortamına salınıp ağızda lokal ya da sistemik etkilere neden olmasına iyon salınım denir. İyon salınımı; alaşımın farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip olması ya da alaşım yapısının stabil olmaması nedeniyle meydana gelmektedir. Salınan elementlerin sistemik ya da lokal etkileri salınan doz ile ilişkilidir. Tüm dental alaşımların yapılarının stabil ve korozyona dirençli olması istenir (Canay ve Atasever 1990, Staffolani ve ark 1999).
Paslanmaz çelik braketler için Ni, Cr ve Fe; Ni-Ti tel alaşımlar için Ni ve Ti başlıca korozyon ürünleridir (Amini ve ark 2008).
Nikel: Alaşımların sertliğini arttıran, sudan etkilenmeyen, parlak, beyaz renkte bir elementtir. Ni içeren alaşımların korozyona karşı direnci düşüktür. Ni’e karşı duyarlılık derecesini; mekanik irritasyonlar, temas etme şiddeti, sürekliliği, nem gibi faktörler etkileyebilmektedir. Salınan Ni iyonları dokuda taşıyıcı moleküllerle birleşir ve deride alerjik reaksiyonlara yol açabilir (Gerstorfer ve ark 1991, Kawashima ve ark 1998, Kedici ve ark 1995).
Nikel vücuda en çok yemeklerle ve içme suyuyla alınır. Solunumla alınan nikelin %30’u akciğerlere ulaşır, %20’si kan dolaşımına katılır. Nikelin yaklaşık %90’ı böbreklerden idrarla atılır (Jones ve ark 1986). Nikel biriken bir toksin değildir; gastrointestinal sistemde absorbe edilir ve metabolik olarak elimine edilir (Magnusson ve ark 1992). Mesleki olarak nikele maruz kalmayanlarda ortalama nikel seviyesi yaklaşık 4,5 µg/l (1,9-9,6 µg/l) olarak belirlenmiştir. Nikel; ayrıca tükürük ve terle de elimine edilebilmektedir (Menezes ve ark 2007).
Ağız ortamı konak ve potansiyel olarak koroziv olarak değerlendirilmektedir (House ve ark 2008). Yapılan çalışmalarda nikel ve kromun korozyonla ilgili yan etkilerinden dolayı paslanmaz çelik ve Ni-Ti alaşımlarda nikel ve krom daha büyük bir önem taşımaktadır (Amini ve ark 2008). Nikel daha çok kontak alerjiye neden olabilmektedir ve diğer metallerle birleştiğinde alerjik reaksiyonu tetikleyebilmektedir (Kerosuo ve ark 1996). Bunlara ek olarak Ni’in sitotoksik,
mutajenik ve karsinojenik etkileri kroma nazaran daha fazladır (Matos de Souza ve Macedo de Menezes 2008).
Nikelin toksik özelliği; çeşitli bileşiklerden ortamla temasa girdiğinde nikel açığa çıkması ile meydana gelir. Nikelin toksik dozu 1 ppm’dir. Baş ağrısı, baş dönmesi, sersemlik hali, mide bulantısı ve kusma akut nikel zehirlenmesinin ilk belirtileridir. Daha ciddi durumlarda nefes darlığı, bilinç bulanıklığı ve titreme görülebilir. Ciddi zehirlenmelerde yaygın pnömoni ve beyin ödemi hastayı ölüme götürebilir. Plasentayı aşabildiği için embriyotoksik ve teratojenik özellik gösterebilir. Fazla nikel alınması durumunda nefrotoksik etkiler görülebilir (Barceloux 1999).
Nikel, kadınlardaki alerjik dermatitin birinci nedenidir. Toplumda kadınlarda %10, erkeklerde %1 oranında nikel alerjisi görüldüğü bildirilmiştir (Barceloux 1999). Gözlük, saat ve mücevher gibi nikel içeren nesneler, direkt temas yoluyla kontak dermatit meydana getirebilir (Kerosuo ve ark 1996). Genetik faktörlerin de immünolojik cevapta rol oynadığı düşünülmektedir (Greig 1983).
Krom: Alaşımların korozyona ve lekelenmelere karşı direncini arttırır.
Alaşıma %20’nin altında katıldığında dayanıklılığı azaltır ve lekelenmeyi arttırır. Kroma sürekli maruz kalan kişilerde akciğer kanseri riski insidansı fazladır, fakat tıp ve diş hekimliğinde kullanıldığı durumlarda karsinojen olmadığı bildirilmiştir
(Howie ve ark 1996, Kedici ve ark 2000).
Demir: Alaşımı sertleştiren, toksik olmayan bir elementtir (Avcı 1990).
Titanyum: Biyolojik uyumluluğu iyi olan, alaşımların sertleşmesini sağlayan
bir elementtir. Titanyum ve alaşımlarından yapılmış dental materyallerin toksik reaksiyona neden olduğu bilinmemektedir. Diğer materyallere göre daha yüksek kırılma direnci gösterir. Oksijenle karşılaştırıldığında metal yüzeyinde oksit bir tabaka oluşur, fakat bu tabaka biyolojik olarak komşu dokulara zarar vermez (Zaimoğlu ve ark 1993).
Titanyumun bilinen toksik ve alerjik etkisi yoktur. Biyolojik uyumlu bir element olması nedeniyle sabit protezlerde, iskelet protezlerde, metal porselen restorasyonlarda ve implant uygulamalarında özellikle tercih edilmektedir (Müller ve Valentine-Thon 2006).
Yapılan çalışmalarda gümüş alaşımları içinde bulunan kadmiyum, çinko, bakır, gümüş gibi metallerin ağız boşluğunda salınabildiği ve bu metallerin akut ya da kronik toksik davranışta bulunabileceği gösterilmiştir (Freitas 2008). Bu metal iyonları potansiyel olarak akciğer, böbrek gibi organlara karsinojenik etkide de bulunabilirler ( Menezes ve Quintão 2010).
1.2.1. Ortodontik Apareylerden Salınan Metal İyon Miktarlarının Değerlendirilmesi
Metal iyonların araştırılmasında 3 yöntem bulunmaktadır. Bunlar; in- vivo, in-vitro ya da geçmişte yapılan çalışmaların değerlendirilmesidir (Eliades ve Athanasiou 2002). İn-vitro çalışmalar farklı metodların kullanılabilmesi ve çeşitli solüsyonlardaki değişimin değerlendirilebilmesi nedeniyle önemli bir çalışma şeklidir. Bu çalışmalarda daha çok NaCl içerikli su ( % 0,05 ya da % 0,9 oranlarında) ya da farklı bileşimlerde yapay tükürük kullanılmaktadır (Dolci ve ark 2008).
İn- Vitro Çalışmalar ve Bunların Yararları
In-vitro çalışmalar hasta üzerinde yapılmadığı için; hiçbir etkiye maruz kalmadan metal iyon salınımını değerlendirmek mümkündür (Kuhta ve ark 2009). Park ve Shearer (1983) yapmış oldukları çalışma; metal iyon salınım ile ilgili ilk in-vitro çalışmalardandır. Bu çalışmada ortodontik apareylerden günde ortalama 40 µg Ni salındığını bulmuşlardır. Bir insanın günlük diyet ile aldığı Ni miktarı 300 ila 500 µg arasında değişmektedir (Kolokitha ve Chatzistavrou 2008). Günlük Ni miktarı diyetle alınan miktardan hayli düşük olduğundan bu miktar klinik olarak önem taşımamaktadır (Park ve Shearer 1983).
Dolci ve ark (2008), braketlerin yapımında kullanılan değişik tipteki alaşımların; salınan Ni ve Cr iyon miktarına etkisini değerlendirmişlerdir. Bu
çalışmada 1. grupta American Iron and Steel Institute [AISI] 303 paslanmaz çelik braket, 2. grupta ise AISI 316 L tip paslanmaz çelik braket kullanmışlardır. % 0,05 lik NaClʼ lü solüsyon içerisinde örnekler konulmuş ve 36°C’ de 60 gün boyunca inkübatörde bekletilmiştir. İyon salınım miktarı; atomik absorbsiyon spektrometresinde (AAS) ölçülmüştür. Ayrıca braketin ağırlığı çalışmadan önce ve sonra kaydedilmiştir. Sonuçlarda Ni ve Cr iyon miktarı 1. grupta daha fazla bulunmuştur. Ayrıca 1. grupta braket ağırlığında daha fazla bir azalış gözlenmiştir. Bu çalışmada braketlerin yapım ve komposizyonlarındaki değişikliklerin salınan iyon miktarını etkilediği sonuca varılmıştır.
Yeni ve kullanılmış tip braketlerden salınan iyon miktarının değerlendirilmesi ve farklı pH değerlerinde metal iyon salınım miktarının değerlendirilmesiyle ilgili çalışmalar; in vitro çalışmalar arasında önemli bir yer tutmaktadır.
Sfondrini ve ark (2009), yeni ve kullanılmış braketlerin farklı ph değerlerinde Cr iyon salınım miktarlarını değerlendirmişlerdir. 5 farklı zaman diliminde (t1= 15 dk, t2= 1 sa, t3= 24 sa, t4=48 sa, t5= 120 sa) farklı ph değerlerindeki solüsyonlarda (pH 4,2, 6,5, 7,6) Cr iyon salınım miktarlarıincelenmiştir. Sonuçlar ışığında yeni braketlerde Cr iyon miktarı kullanılmış braketlere göre daha fazla bulunmuştur. Bu sonucun elde edilmesinde yeni braketlerde Cr ile kaplı koruyucu tabakanın olmasından kaynaklanabileceği açıklanmıştır. pH değeri düşük solüsyonda her iki braket tipinde de iyon salınımı yüksek bulunmuştur.
Sfondrini ve ark (2010), farklı pH değerlerinde Ni iyon miktarını ölmüşlerdir. Kullanılmış braketlerde Ni iyon salınım miktarı yeni braketlere göre daha fazla bulunmuştur. Ortamın pH’ının düşmesiyle de salınan Ni iyon miktarında artış elde edilmiştir.
Huang ve ark (2004), yeni ve kullanılmış braketlerdeki iyon salınım miktarını karşılaştırmışlardır. Bu çalışmada 48 hafta boyunca farklı pH değerlerindeki solüsyonlarda metal iyonların salınım miktarlarını ölçmüşlerdir. Sonuç olarak kullanılmış braketlerde yeni braketlere göre daha fazla iyon salınımı gözlemişlerdir. Ayrıca pH’ı 4 olan solüsyonda pH’ı 7 olan solüsyona göre daha fazla iyona rastlanmıştır.
İn-vivo Çalışmalar ve Bunların Yararları
İn- vivo çalışmalar insan, hayvan ya da bitkinin organizma parçasını kullanarak kullanılan varlığın tümünü temsil etmeyi sağlayan çalışmalardır. İn- vitro çalışmalara göre daha zor olmasına karşın asıl canlı üzerinde çalışma yapıldığı için gerçek ve güvenilir sonuca daha yakındır. Metal salınımını ile ilgili in- vivo çalışmalar insan vücudunun birçok bölümünde değerlendirilir (Menezes ve ark 2007). Tükürük, kan, idrar ve saç bunlar arasında sayılabilir. Ancak ortodontik apareylerden salınan iyon miktarının ölçümünde tükürük önemli bir yere sahiptir. Bunun nedeni olarak insan vücudunun ilk çözücü yeri olması ve uzun zaman diliminde analiz imkânı sağlaması sayılabilir (Eliades ve Athanasiou 2002). Ağız ortamının nemi ve sıcaklığı metallerin bozunması için ideal bir ortam oluşturmaktadır ve bunun sonucu metal iyon salınımı gerçekleşebilmektedir (Amini ve ark 2008).
Tükürükte Metal İyon Salınımı
Tükürükteki metal iyon salınımına bakıldığında salınan iyon miktarında geniş bir değişkenlik söz konusudur (Kerosuo ve ark 1997, Kocadereli ve ark 2000, Gjerdet ve ark 1991, Ramadan 2004). Bu değişkenlikte birçok faktör etkili olabilir. Çünkü tükürükteki içerik; zaman içerisinde değişmektedir ve kişiye göre de faklılık gösterebilmektedir. Tükürüğün fizyolojik yapısını, içeriğini ve miktarını birçok faktör etkilemektedir. Bunlar arasında diyet, günün faklı periyotları, tıbbi durum sayılabilir (Gjerdet ve ark 1991).
Tükürükteki sabit ortodontik apareylerden salınan metal iyon salınım miktarını ve etkilerini değerlendiren birçok in vivo çalışma bulunmaktadır. Gjerdet ve ark (1991) Ni ve Fe miktarının ölçmek için 31 hastadan sabit aparey takıldıktan hemen sonra ve 3 hafta sonra tükürük örnekleri almışlar ve sonuç olarak aparey takıldıktan hemen sonra alınan tükürükteki iyon salınımındaki artışı istatistiksel olarak anlamlı bulmuşlardır. Bu da gösteriyor ki zaman geçtikçe iyon salınım miktarı azalmaktadır.
Kerosuo ve ark (1997), yaptıkları bir çalışmada farklı tipteki apareylerin tükürükteki Ni ve Cr iyon miktarına etkileri araştırmışlardır. Dört farklı zaman diliminde (Aparey takılmadan önce, aparey takıldıktan 2 gün , 1 hafta ve 1 ay sonra) tükürük örnekleri almışlardır. Apareyler arasında önemli bir fark bulunamamıştır. Ortalama olarak Ni konsantrasyonu 55 ng/µl ve Cr konsantrasyonu 61 ng/µl olarak bulmuşlardır.
Fors ve Persson (2006), tükürükteki ve dental plaktaki Ni konsantrasyonunu araştırdıkları bir çalışmada; sabit ortodontik tedavi gören hastalar ile tedavi görmeyen hastalar arasındaki Ni miktarı karşılaştırmış ve tedavi gören hastalarda tedavi görmeyen gruba göre tükürükte ve dental plakta Ni miktarını önemli derecede fazla bulmuşlardır.
Kocadereli ve ark (2000), her iki çenede de sabit ortodontik tedavi gören, sadece üst çenede ortodontik tedavi gören ve tedavi görmemiş hastaların dört farklı zaman diliminde tükürükteki Ni ve Cr iyon seviyeleri değerlendirmişler ve herhangi bir zaman diliminde gruplar arasında fark bulamamışlardır.
Amini ve ark (2012), yapmış oldukları retrospektif bir çalışmada sabit ortodontik tedavi görmüş hastalar ile tedavi görmemiş kardeşleri arasında tükürükteki Ni ve Cr iyon seviyelerini karşılaştırmışlar. Tükürükteki Ni seviyesini tedavi gören ve görmeyenlerde sırasıyla 18,5 ± 13,1 ve 11,9 ± 11,4 ng/ml bulmuşlardır ve istatistiksel olarak gruplar arasında fark gözlememişlerdir. Cr seviyelerini ise çalışma grubunda 2,6 ± 1,6 ng/ml iken kontrol grubunda 2,2 ± 1,6 ng/ml olarak ölçmüşlerdir. Fakat bu fark istatistiksel olarak anlamlı bulunamamıştır.
Eliades ve ark (2003), yapmış oldukları çalışmada sabit ortodontik tedavi görmüş ve ortodontik tedavi görmemiş hastalardan aldıkları tükürük örneklerini başlangıçta ve apareyler çıkartıldıktan sonra karşılaştırdıklarında her iki grup arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulamamışlar ve ayrıca besin ve hava ile günlük alınan miktarın tükürükteki metal iyon seviyesini arttırmadığı sonucuna varmışlardır.
Ağaoğlu ve ark (2001), sabit ortodontik tedavi gören bireylerde serum ve tükürükteki Ni ve Cr seviyelerine bakmışlardır. Bireyler 5 gruba ayrılmıştır. Kan ve tükürük örnekleri; 1. gruptan tedaviye başlamadan önce, 2. gruptan tedaviye başladıktan 1 hafta sonra, 3. gruptan tedaviye başladıktan 1 ay sonra, 4. gruptan 1 yıl sonra ve 5. gruptan 2 yıl sonra almışlardır. Birinci ayda tükürük alınan grupta Ni ve Cr seviyesinde; başlangıçta ve 1. haftada alınan gruba göre istatistiksel olarak anlamlı bir artış gözlenmiştir. İkinci yılda tükürük alınan grupta Ni ve Cr seviyesindeki azalış; 1.ayda tükürük alınan grupla karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bulunmuştur. Farklı dönemlerde alınan tükürük ve serumdaki Ni seviyelerinde anlamlı bir korelasyon görülmemiştir.
Sahoo ve ark (2011), konvansiyonel metal braketler ile self-ligating braketlerin tükürükteki Ni ve Cr seviyesini karşılaştırdıkları çalışmada ise tedaviye başlamadan önce, tedaviye başladıktan 1 gün, 1 hafta ve 1 ay sonra tükürük örnekleri almışlardır. Her iki grupta da 1 günlük ve 1 haftalık zaman diliminde başlangıca göre Ni ve Cr seviyesinde artış gözlenirken 1 aylık periotta ise başlangıca göre düşüş gözlenmiştir. Konvansiyonel metal braketlerde Ni seviyesi self-ligating braketlere göre daha az Cr seviyesi ise daha fazla bulunmuştur.
Kan ve İdrarda Metal İyon Salınımının Değerlendirilmesi
Bishara ve ark (1993), ortodontik tedavi başlamadan önce, ortodontik tedavi başladıktan 2 ay sonra, ortodontik tedavi başladıktan 5 ay sonra olmak üzere 3 farklı zaman diliminde kan örnekleri almışlardır. Her bir bireye edge wise braket ve tüpler yerleştirilmiştir. 93 tane kan örneği AAS (Atomik Absorbsiyon Spektrometri) ile analiz edilmiştir. 5 ay boyunca ağız ortamına korozyon nedeniyle salınan metal iyon miktarının günlük diyetle alınan miktardan düşük olduğu belirlenmiştir. Ayrıca 5 ay boyunca ortodontik apareylerin biyolojik bozunması; Ni’ in kandaki miktarını önemli derecede arttırmamaktadır.
Menezes ve ark (2007), sabit ortodontik tedavi gören 21 bireyden tedavi öncesi ve tedavi başlangıcından 2 ay sonra idrar örnekleri almışlardır. Ni iyon analizinde AAS kullanmışlardır. Ortodontik apareyler yerleştirildikten 2 ay sonra her iki cinsiyette de idrarda Ni seviyesinde önemli derecede artış gözlemişlerdir.
Ağaoğlu ve ark (2001), sabit ortodontik tedavi gören bireylerde serum ve tükürükteki Ni ve Cr seviyelerine bakmışlardır. Çalışmaya 100 birey katılmıştır. Bireyler 5 gruba ayrılmıştır. Kan ve tükürük örnekleri; 1. gruptan tedaviye başlamadan önce, 2. gruptan tedaviye başladıktan 1 hafta sonra, 3. gruptan tedaviye başladıktan 1 ay sonra, 4. gruptan 1 yıl sonra ve 5. Gruptan 2 yıl sonra alınmıştır. 5. grup; diğer gruplarla karşılaştırıldığında serumdaki Cr miktarında istatistiksel olarak önemli bir artış gözlenmiştir.
1.2.2. Ağız Ortamına Salınan İyonlarının Genotoksik Etkileri
Ortodontik apareylerden salınan metal iyon miktarının; ortalama günlük diyet ile alınan metal iyon miktarından daha düşük olduğu rapor edilmiştir. Ayrıca salınan metal iyon seviyesinin toksik etki gösterecek kadar yüksek olmadığı bildirilmiştir (Kocadereli ve ark 2000, Ağaoglu ve ark 2001). Ancak oral mukoza hücrelerine biyolojik etkileri göz ardı edilemez (Faccioni ve ark 2003).
Westphalen ve ark (2008), ortodontik apareylerin genotoksik etkilerinini değerlendirmek için mikronükleus (MN) tayini ve comet analiz (CA) tayini kullanmışlardır. Tek hücreli jel elektroforez tekniği (CA); özellikle ökaryotik hücrelerde hasara uğramış DNA miktarını belirlemektedir. Mikronükleus tayini; potansiyel genotoksik bileşikler için toksikolojik taramada kullanılmaktadır. İki tekniğinde birlikte kullanılması gerekmektedir. Çünkü CA tayini; kısa süredeki DNA hasarlarını belirlerken; MN tayini uzun dönemdeki kromozomal hasarın belirlenmesinde kullanılmaktadır. Ortodontik tedavi gören 20 hastadan aparey yerleştirildikten 10 gün sonra mukozal örnekten CA tayini yapılmıştır. Aparey takıldıktan 1 ay sonra da MN tayini yapılmıştır. CA sonuçlarına göre; ortodontik apareylerin hiçbir genetik zararı bulunmamaktadır. MN sonuçlarında ise; ortodontik apareyler yerleştirildikten 1 ay sonra MN hücre sayısında artış gözlenmiştir.
Faccioni ve ark (2003), ortodontik apareylerin biyouyumluluğu ile ilgili yapmış oldukları çalışmada; ortodontik tedavi gören hastaların hücresel canlılığında
kontrol grubuna göre anlamlı bir azalış gözlenmiştir. Ayrıca metal seviyesi ile hücresel canlılık arasında negatif bir korelasyon bulunmuştur.
Natarajan ve ark (2011), ortodontik apareylerden salınan Ni ve Cr konsantrasyonlarının oral mukoza hücreleri üzerindeki genotoksik etkisini araştırmışlardır. Bu çalışmada ortodontik tedavi görmüş hastalardan bitim zamanında ve bitimden 1 ay sonra oral mukoza simir örneği almışlardır. Bitimde tedavi gören bireylerden alınan mukozal hücredeki micronükleus sayısında kontrol grubuna göre anlamlı bir fark bulunmuştur. Fakat 30 gün sonra alınan örneklerde anlamlı bir fark gözlenmemiştir. Ayrıca Ni ve Cr iyon seviyeleri ile mikronükleeus sıklığı arasında korelasyon görülmemiştir.
Hafez ve ark (2011), sabit ortodontik tedavi gören hastalardan tedavi öncesi, ortodontik tedaviden 3 ay ve 6 ay sonra bukkal mukoza hücre örnekleri almışlardır. Bu çalışmada hücre canlılığının değerlendirilmesinde tripan mavisi dışlama boya testi uygulanmıştır. Bulgular ışığında tedavi gören bireyler kontrol grubuyla karşılaştırıldığında tedavi gören bireylerde sadece 3. ayda DNA hasarında ve Cr miktarında anlamlı bir fark görülmüştür. Sabit ortodontik tedavi gören bireylerde Ni ve Cr miktarında artış gözlenirken hücresel canlılık yüzdesinde azalış gözlenmiştir.
1.2.3. Metal İyon Salınımının Sistemik ve Lokal Etkileri
Metallere karşı oluşan alerjik reaksiyonlar alaşımlardan metal iyonlarının açığa çıkması ile izah edilmektedir. Korozyon nedeniyle dokulara geçen iyonlar sitotoksiteye, doku lezyonlarına, metalik tada, hipersensitiviteye, karsinogeneze neden olabilirler.
Yapılan materyalin elektrokimyasal özellikleri hem yumuşak dokuda hem de kemik yapıda bazı değişikliklere neden olabilir. Galvanik akım sonucu ağızda ödem, eritem, vezikül, purpura, ülserasyonlar ve karsinojenik irritasyonlar görülebilir (Geurtsen 2002).
Metal iyonlarının salınımı birçok sistemik ve lokal riskleri beraberinde getirebilir (Bishara ve ark 1993). Aşırı duyarlılık bunlar arasında en çok görülenidir. Aşırı duyarlılık 3 mekanizmanın birleşimi sonucu meydana gelir. Bunlar alerji, intolerans ve hiperreaktivitedir (Matos de Souza ve Macedo de Menezes 2008) Epidemiyolojik araştırmalara göre Ni’ e karşı oluşan aşırı duyarlılık yaklaşık olarak toplumun % 20’sini oluşturmaktadır (Kerosuo ve ark 1996, Bass ve ark 1993).
Ni’e karşı alerjik reaksiyonlar ağız içi ve ağız dışı reaksiyonlardan oluşmaktadır. Ağız dışı alerjik reaksiyonlar ağız içi reaksiyonlara göre daha sık gözlenmektedir. Ni alerjilerinde ağız içinden ağız çevresine kadar uzanan şişlik, eritem ve ülserler meydana gelebilir. Bu oluşumlar alerjik kontakt deri iltihabı ya da mukoza iltihabı olarak adlandırılmaktadır. Ağız içi alerjik reaksiyonlarda kırmızılık, kaşıntı, ödem, dudak ve ağız mukozasında kuruluk, yanma hissi ve gingival inflamasyon görülebilir. Bütün bu reaksiyonlar sadece temas eden bölge ile sınırlı değildir. Yüzde egzematik ve ürtiker reaksiyonlar ya da temas bölgesinden çok uzak bir cilt bölgesinde kırmızılık, irritasyon, kaşıntı, egzema, ağrı, döküntü ve fissür oluşumu söz konusu olabilir (Kolokitha ve Chatzistavrou 2008). Nadiren de sistemik reaksiyonlar gözlenebilir (Schriver ve ark 1976, Dunlap ve ark 1989).
1.2.4. Hastaların Metal İyon Salınımına Bağlı Duyarlılıklarının Değerlendirilmesi
Alerjik reaksiyon şüphesi olan vakalarda mutlaka alerjenin tespit edilmesi gerekir. Allerjen tespiti genellikle hasta hikâyesi, klinik bulgular ve biyouyumluluk testleri (patch testi) ile teşhis edilir (Blanco-Dalmau ve ark 1984, Goncalves ve ark 2006).
Ni’e karşı aşırı duyarlılığın tespitinde patch testinin kullanıldığı bazı çalışmalar mevcuttur (Blanco-Dalmau ve ark 1984, Goncalves ve ark 2006).
Prystowsky ve ark (1979), 1158 yetişkin gönüllüyü aşırı duyarlılık yönünden değerlendirmişlerdir. % 5,8’inde % 2,5’ luk nikel sülfata karşı pozitif reaksiyon gözlenmiştir. Delinmiş kulak, kulak lezyonları ve gümüşle temas halindeki alanlar arasında yüksek korelasyon bulunmuştur. Hastalar arasında kontak dermatitin klinik değerlendirilmesinde % 11’ inde nikele karşı pozitif reaksiyon gözlenmiştir.
Blanco- Dalmau ve ark (1984), patch testiyle yapmış oldukları çalışmada 403 hastanın %5 lik nikel sülfata karşı pozitif reaksiyon insidansını % 28,5 olarak bulmuşlardır. Cinsiyetler arasında önemli bir fark gözlenmiştir ( kadınlarda % 31,9, erkeklerde % 20,7).
Jones ve ark (1986), 100 hastaya Ni’e karşı aşırı duyarlılık insidansını belirlemek için patch testi uygulamışlardır. Cinsiyet, yaş ve daha önce takıya karşı oluşan alerji hikâyelerinin birbirleriyle ilişkili olduğunu bulmuşlardır. Ni’e karşı hassasiyeti olan hastalarda kan basıncında, nabızda ve vücut sıcaklığında değişim olduğunu gözlemişlerdir. Araştırmacılar Ni’e karşı aşırı duyarlılık insidansını bayanlarda % 20 ve erkeklerde % 2 olarak tespit etmişlerdir.
Stenman ve Bergman (1989), 151 hastanın dental materyal ve takıya karşı aşırı duyarlılığın tespiti için Patch testi uygulamışlardır. Metallere karşı pozitif reaksiyon gösteren kişi sayısını 42 ( % 28), organik içeriklere karşı pozitif reaksiyon gösteren kişi sayısını ise 7 hasta ( % 4,6 ) olarak belirlemişlerdir. Ni’e karşı pozitif reaksiyon gösteren kişi sayısı ise 21 hasta olarak bulunmuştur (20 bayan ve 1 erkek).
Menezes ve ark (2004), ortodontik bant ve braketlerde bulunan 8 antijene kaşı aşırı duyarlılığı araştırmışlardır. Bu antijenler; kobalt klorit, bakır sülfat, potasyum dikromat, demir sülfat, manganez klorit, molibden tuzu, nikel sülfat ve titanyum oksittir. 48 saat sonra antijenler uzaklaştırılmış ve dermatolog tarafından antijen uygulamasından 48 ve 72 saat sonra değerlendirilmiştir. Sabit ortodontik apareyler yerleştirilmeden önce yerleştirildikten 2 ay sonra patch testi uygulanmıştır. Nikel sülfat (%21,1), potasyum dikromat(% 21,1) ve manganez klorite( %7,9) karşı aşırı duyarlılık istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Ortodontik apareyler yerleştirilmeden önce ve yerleştirildikten sonraki değerlendirmelerde fark bulunamamıştır. Çalışma periodu boyunca hastaların metallerden etkilenmediği kanısına varılmıştır. Herhangi bir antijenle cinsiyet arasında istatistiksel olarak bir ilişki bulunamamıştır. Buna rağmen bayanlar arasında nikel sülfata, erkekler arasında ise potasyum dikromata karşı yüksek bir hassasiyetin olduğu görülmüştür.
Nikele Karşı Alerjisi Olan Hastalarda Yapılması Gerekenler
Öncelikle iyi kalitede materyaller kullanmak korozyonu azaltacaktır. Daha önce kullanılmış braketler tercihen tekrar kullanılmamalıdır. Nikel içeren apareylere alternatif olarak seramik, polikarbonat, titanyum ya da altın kaplamalı apareyler tercih edilmelidir. Sabit ortodontik apareyler yerleştirildikten kısa bir süre sonra reaksiyon gerçekleşmiş ise tedaviye devam edilmemelidir ve Ni içeren aparey hemen çıkartılmalıdır (Eliades ve ark 2002, Menezes ve ark 1997, Menezes ve ark 2009).
İyileştikten sonra tedavi için alternatif alaşımlar kullanılmalıdır (Kusy 2004).
1.3. Ligatürleme Çeşitleri
Sabit ortodontik tedavide gerekli diş hareketinin elde edilebilmesi için kuvvetin ark telinden brakete aktarılması gerekmektedir. Bu kuvvet aktarımını farklı ligatür teknikleriyle sağlayabiliriz. Ortodontide yaygın olarak kullanılan ligasyon yöntemleri şunlardır: Paslanmaz çelik ligatürler, elastomerik ligatürler ve klips veya kayarak açılıp kapanan kapakçık ihtiva eden braketler (Self-ligating braketler).
1.3.1. Paslanmaz Çelik Ligatürler
Günümüzde hâlâ kullanılan eski ligasyon çeşitlerinden biridir. Paslanmaz çelik ligatürler kendine özgü birçok özelliğe sahiptir. Sağlam, ucuz, deformasyona dayanıklı olması, ark teline sıkı ya da gevşek bağlanıyor olması başlıca özelliklerindendir. Paslanmaz çelik ligatürler; braketin ark teline tam ve uzaktan bağlanabilmesine izin verir (Vaughan 1995). Ayrıca tedavi esnasında kuvvet kaybına karşı dayanıklıdırlar (Taloumis ve ark 1997).
Metal ligatürlerin dezavantajı hızlı ve rahat uygulanamamasıdır. Kullanımı elastomerik ligatürlere göre daha yavaştır (Shivapuja ve Berger 1994). İki ark telini çıkartıp tekrar yenisini takmak için fazladan 12 dk gerekmektedir. Metal ligatürlerde elastomerik ligatürlere göre daha az sürtünme meydana gelmektedir ( Saunders ve Kusy 1994).
1.3.2. Elastomerik Ligatürler
Elastomerik ligatürler 1970’li yıllarda icat edilmiş ve hızlı bir şekilde kullanımı yayılmaya başlamıştır. Bu elastomerik ligatürlerin ark teline bağlanması ve çıkartılması için geçen zaman çelik ligatürlere göre daha hızlıdır. Ayrıca öğrenilmesi en kolay ligatürleme şekillerindendir. Elastomerik ligatürlerda ark telinin brakete istenildiği zaman tam olarak bağlamaması dezavavntajları arasındadır (Hain ve ark 2006). Elastomerik ligatürler esneme özelliklerinden dolayı ark telini slota tam olarak yerleştirmek için yeterli kuvvet uygulamayabilirler. Bu sonucu ortadan kaldırmak için 8 şeklinde ligatürleme tercih edilebilir. Ancak 8 şeklinde ligatürlemenin O şeklinde ligatürlemeye göre daha fazla sürtünme direnci oluşmaktadır (Vaughan ve ark 1995). Elastomerik ligatürler uzun süre değiştirilmeden ağızda bırakılırsa kuvvet kaybına uğrarlar (Taloumis ve ark 1997).
1.3.3. Self Ligating Braketler
Konvansiyonel ligatürleme metodları bazı sınırlandırmaları beraberinde getirmektedir. Ortodontistler bu eksiklikleri tolere edebilmek ve tedavi mekaniklerini daha etkinleştirebilmek için self ligating braketleri icat etmişlerdir.
Kolay ve hızlı ligatürleme özelliği ve azaltılmış sürtünmeye sahip olması self ligating braket fikrini doğurmuştur (Harradine 2003). İlk kez 1935 yılında Stolzenberg’in geliştirdiği Russell Lock apareyi ile ligatürsüz Edgewise braket kavramı ortaya çıkmıştır (Stolzenberg 1935). 1972’de Wildman tarafından Edgelock apareyinin tanıtımıyla daha da pekişmiştir. Daha sonraki yıllardan günümüze kadar birçok self- ligating braket sistemi geliştirilmiştir. Bunlar; Forestadent Mobil-Lock (1980), Forestadent Begg (1980), Orec SPEED (1980), ‘A’ Company Activa (1986), Adenta Time (1996), ‘A’ Company DamonSL (1996), Ormco TwinLock (1998), Ormco / ‘A’ Co Damon 2 (2000), GAC In-ovation (2000), Gestenco Oyster (2001), GAC In-Ovation R (2002), Adenta Evolution LT (2002), Ultradent Opal (2004), Ormco Damon 3 (2004), 3M Unitek SmartClip (2004), Ormco Damon 3 MX (2005), Ultradent OPAL metal (2006), Forestadent Quick (2006), Lancer Praxis Glide
(2006), Class 1 / Ortho Organisers Carriere LX (2006), Vision LP American Ortho (2007), T3 American Ortho (2008), Ormco Damon Q (2009)’dur.
Kapaklı braketlerin konvansiyonel ligatürleme sistemlerinden avantajlı kılan birtakım üstünlükleri bulunmaktadır. İlk kapaklı braketlerin geliştirilmesindeki asıl neden ligatürleme işlemini hızlandırmaktı. Yapılan çalışmalarda kapaklı braketlerle ark teli değiştirme ve bağlama işleminin çok daha hızlı gerçekleştiği gösterilmektedir (Harradine ve Birnie 1996, Tosun 1999, Turnbull ve Birnie 2007). Kapaklı braketler ile ark telinin braket slotuna kesin olarak bağlanması sağlanır. Kapak kapandığı zaman ark teli slota tam olarak yerleşmektedir. Braket ve tel arasında daha az sürtünme oluşmaktadır (Berger 1990, Kapur ve ark 1998, Saunders ve Kusy 1994, Schumacher ve ark 1990).
Kapaklı braketlerde aktif veya pasif kapak sistemleri bulunmaktadır. Speed ve Inovation braketlerde, slotun labial iç yüzeyinde kapatıldığında ark teline aktif kuvvet uygulayacak şekilde kayıcı bir yay klips vardır. Time braketlerde benzer bir aktif klips vardır, ancak kayma yerine rotasyonla yerine yerleşmektedir. Edgelock, Twinlock, Activa, Damon, Smart Clip braketler vertikal yönde açılıp kapanan ve diğer metal klipsler gibi slotun içine girmeyen, slota pasif labial bir duvar yaratan sürgüye sahiptirler (Rinchause ve Miles 2007 ).
Farklı ligasyon ve braket çeşidinin tükürükteki Ni ve Cr iyon seviyelerine etkisini değerlendiren tek bir çalışma mevcuttur. Bu çalışmada her iki brakette de 1. ve 7. Günlerde Ni ve Cr seviyelerinde artış gözlenirken, 30. günde bu miktarlarda azalış gözlenmiştir. Self ligating braket sistemi ile konvansiyonel braket sistemi karşılaştırıldığında; konvansiyonel brakette tükürükteki nikel salınımı daha az iken krom salınımı daha fazla bulunmuştur (Sahoo ve ark 2011).
1.4. İndüklenmiş Eşleşmiş Plazma Kütle Spektrometrisi (ICP-MS)
İndüklenmiş eşleşmiş plazma kütle spektrometrisi, metal ya da metal olmayan elementlerin ölçümünde kullanılan bir cihazdır. Analiz gerçekleştirilirken ilk önce
indüklenmiş eşleşmiş spektrometri ile örnekler iyonize edilir, daha sonra kütle spektrometrisi ile iyonlar ayrıştırılır ve sonrasında iyon konsantrasyonu hesap edilir.
Atomik absorbsiyon teknikleri ile karşılaştırıldığında daha hızlı ve duyarlıdır. Ancak cam eşya ve reaktiflerden geçen küçük cisimlere karşı daha hassastır. Ayrıca bazı iyonların varlığı başka iyonların tespitini engelleyebilir (Wolf 2005).
1.4.1. ICP-MS’ in İçeriği
Analitik bir cihaz olarak ICP-MS iki üniteden oluşmaktadır:
1) İndüktif olarak eşleştirilmiş plazma (ICP) 2) Kütle spektrometresi (MS).
Elementler ICP’ de iyonlaştırıldıktan sonra kütle spektrometresine gönderilirler ve burada kütle/yük oranlarına göre ayrışarak ölçülürler.
İndüklenmiş Eşleşmiş Plazma
İndüklenmiş eşleşmiş plazma; elektriksel sargılardan elde edilen indüklenmiş ısıtılmış gaz ile iyonize olur. Bu plazma; iletken görevi gören gazların elde edilmesi için yeterli konsantrasyonda iyon ve elektronlar içerir. Hatta % 1 kadardan az bir kısmı; iyonize olmuş gaz plazmanın karakteristiklerini taşır (manyetik dalgalara cevap, yüksek elektriksel iletkenliği gibi). Elektrokimyasal analizlerde kullanılan bu plazmalar aslında elektriksel olarak nötrdür ve iyon üzerindeki her pozitif yüklenmede serbest elektronlar dengeyi sağlar. Plazmalarda pozitif ve negatif iyonların miktarı yaklaşık olarak aynıdır.
ICP, eş merkezli üç tüpten oluşan torç içerisinde muhafaza edilir. Bu tüpler genellikle kuartzdan yapılmıştır. Radyo-frekans elektrik akımının geçtiği indüksiyon sarmalının içerisine torçun son kısmı yerleştirilir. Argon gazı, torçun en dış iki tüpü içerisine konulur ve elektrik kıvılcımı, gaz akımı içerisinde serbest elektronların elde edilmesi için, kısa süreliğine uygulanır. Elektronlar indüksiyon sarmalının
radyo-frekans manyetik alanı ile etkileşime girer ve kuartz tüp içinde dairesel orbitallerde hareket etmeleri için manyetik alan vasıtası ile hızlandırılırlar. Hızlanmış elektronlar argon atomu ile çarpışır ve çarpışma esnasında argon gazının elektronları ayrışır. Salınan elektronlar manyetik alanın hızlı değişimi ile hız kazanırlar. Bu işlem yeni elektronların salınımına kadar devam eder. Çarpışma argon iyonunun elektron ile tekrar birleşmesi ile dengelenir. Bu durumda çoğunlukla argon atomu ve serbest elektron ve argon iyonundan oluşan bir alev topu meydana gelir. Bu sırada plazmanın sıcaklığı 10,000 K seviyesine kadar ısınır (Wolf 2005).
ICP’ nin Temel Özellikleri
1. Yüksek sıcaklıkta (6000 -10000 K) oluşur.
2. Yüksek elektron yoğunluğu (birkaç iyonlaşma girişimi) vardır. 3. Kimyasal olarak inert bir ortamda serbest atomlar oluşur. 4. Alt seviyelerde moleküler türler yok veya çok azdır. 5. Optik olarak incedir.
6. Elektrotsuzdur.
7. Patlayıcı gaz yoktur (Wolf 2005).
Kütle spektrometresi
Plazma tarafından elde edilen iyonlar; kütle spektrometresindeki bir dizi kütle filtresinden (quadropul) geçirilerek ayrıştırılır. Bu ayrıştırma işlemi uygun olarak ayarlanmış voltaj ve radyo dalgaları frekansına göre yapılır. Kütle filtresinden geçen iyonlar dedektörün aktif yüzeyine çarpar ve ölçülebilir bir sinyal oluştururlar (Wolf 2005).
1.4.2. ICP- MS ile Yapılan Uygulamalar
ICP-MS direkt olarak çözeltide iz element derişimlerinin belirlenmesinde uygundur. Birçok element için gözlenebilme sınırı ng/L’nin (ppb ve daha düşük derişimler) altındadır. Çok sayıda elementi aynı anda analiz edebilme özelliği sayesinde nicel analizlerde ve izotop oranlarının belirlenmesinde olduğu gibi, başta
